論文の概要: Weyl-invariant derivation of Dirac equation from scalar tensor fields in
curved space-time
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.02312v2
- Date: Tue, 9 Mar 2021 15:47:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-09 08:11:24.122947
- Title: Weyl-invariant derivation of Dirac equation from scalar tensor fields in
curved space-time
- Title(参考訳): 曲線時空におけるスカラーテンソル場からのディラック方程式のワイル不変導出
- Authors: Enrico Santamato and Francesco De Martini
- Abstract要約: 4+K次元のワイル不変作用原理から始まる曲線時空におけるディラック方程式の導出を示す。
結果として得られるディラックの方程式は、電子に対する正磁気比$g_e=2$に自然に収まる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this work we present a derivation of Dirac's equation in a curved
space-time starting from a Weyl-invariant action principle in 4+K dimensions.
The Weyl invariance of Dirac's equation (and of Quantum Mechanics in general)
is made possible by observing that the difference between the Weyl and the
Riemann scalar curvatures in a metric space is coincident with Bohm's Quantum
potential. This circumstance allows a completely geometrical formulation of
Quantum Mechanics, the Conformal Quantum Geometrodynamics (CQG), which was
proved to be useful, for example, to clarify some aspects of the quantum
paradoxes and to simplify the demonstration of difficult theorems as the
Spin-Statistics connection. The present work extends our previous derivation of
Dirac's equation from the flat Minkowski space-time to a general curved
space-time. Charge and the e.m. fields are introduced by adding
extra-coordinates and then gauging the associated group symmetry. The resulting
Dirac's equation yields naturally to the correct gyromagnetic ratio $g_e=2$ for
the electron, but differs from the one derived in the Standard Quantum
Mechanics (SQM) in two respects. First, the coupling with the space-time
Riemann scalar curvature is found to be about 1/4 in the CQG instead of 1/2 as
in the SQM and, second, in the CQG result two very small additional terms
appear as scalar potentials acting on the particle. One depends on the
derivatives of the e.m. field tensor and the other is the scalar Kretschmann
term $R_{\mu\nu\rho\sigma}R^{\mu\nu\rho\sigma}$. Both terms, not present in the
SQM, become appreciable only at distances of the order of the electron Compton
length or less. The Kretschmann term, in particular, is the only one surviving
in an external gravitational field obeying Einstein's equations in vacuum.
These small differences render the CQG theory confutable by very accurate
experiments, at least in principle.
- Abstract(参考訳): 本研究では、4+K次元のワイル不変作用原理から始まる曲線時空におけるディラック方程式の導出を示す。
ディラックの方程式(および一般に量子力学)のワイル不変性は、計量空間におけるワイルとリーマンスカラー曲率の差がボームの量子ポテンシャルと一致することを観測することによって可能となる。
この状況により、量子力学の完全幾何学的定式化(conformal quantum geometrodynamics, cqg)が可能となり、例えば量子パラドックスのいくつかの側面を明確にし、スピン統計接続として難しい定理の証明を単純化するために有用であることが証明された。
本研究は、ディラック方程式のこれまでの導出を、平坦ミンコフスキー時空から一般曲線時空へと拡張する。
電荷とe.m.場は、余剰座標を追加し、関連する群対称性をゲージすることによって導入される。
結果として得られるディラックの方程式は、電子に対して正しいジャイロ磁性比$g_e=2$に自然に収まるが、2つの点で標準量子力学(SQM)に由来するものとは異なる。
第一に、時空リーマンスカラー曲率との結合は、SQMのように1/2ではなくCQGで1/4であり、第二に、CQGでは非常に小さな2つの追加項が粒子に作用するスカラーポテンシャルとして現れる。
1つは体テンソルの微分に依存し、もう1つはスカラー Kretschmann 項 $R_{\mu\nu\rho\sigma}R^{\mu\nu\rho\sigma}$ である。
どちらの用語も、SQMには存在しないが、電子コンプトン長のオーダーの距離でしか認識できない。
特にクレッツマン項は、アインシュタインの真空での方程式に従えば、外部重力場に生き残る唯一の項である。
これらの小さな違いは、少なくとも原理的には、非常に正確な実験によってCQG理論を混乱させる。
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